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L’infrastruttura abilitante alle smart city

Network server Patavina NetSuite

Il Network Server è il cuore di una rete LoRaWAN®, a cui si collegano tutti i gateway trasferendo le informazioni raccolte dagli end-nodes. Riceve e memorizza le informazioni, eliminando pacchetti indesiderati o duplicati.

LA SOLUZIONE DI A2A SMARTCITY

Il network Patavina Netsuite (ptNetSuite), sviluppato da Patavina Technologies S.r.l., vanta molti anni di esperienza nel campo dello sviluppo e dei test sul campo.

La modulazione LoRa®

LoRa ® è acronimo di Long Range.

è una tecnica ideata da Semtech che consente comunicazioni a lungo raggio competitive rispetto alle tecnologie odierne. La modulazione è basata sulle tecniche spreadspectrum e sulla variazione frequenziale (chirp) dello spettro, con correzione degli errori FEC.

LoRa® migliora la sensibilità del ricevitore grazie al fatto che si serve dell’intera banda di canale per trasmettere un segnale in broadcast. Questo aspetto la rende robusta ai rumori e insensibile agli offset frequenziali, tipici dei dispositivi a basso prezzo. Inoltre, a differenza di molti sistemi FSK (Frequency Shift Keying), può demodulare segnali avente SNR fino a -19.5 dB.
La modulazione LoRa® è il livello fisico (PHY) che può essere implementato su differenti topologie di reti e protocolli come Mesh, Star, 6lowPAN, ecc.
Lo standard definisce l’architettura, i protocolli e le applicazioni della “Low Power Wide Area Network” o LPWAN, cioè reti progettate per gestire sensori con batteria integrata a livello regionale o nazionale.

Protocollo LoRaWAN®

Il protocollo  LoraWAN®  è ottimizzato per impiegare sensori a ridotto consumo di batteria e include differenti classi di end points, in funzione della durata della batteria o della minimizzazione della latenza di rete. È un protocollo interamente bidirezionale, studiato da esperti della sicurezza per assicurare affidabilità e protezione.

L’architettura LoRaWAN® è stata progettata anche per localizzare e seguire oggetti mobili per il tracciamento dati, ed è stata sviluppata per essere adottata dai maggiori operatori. LoRa Alliance® lo ha standardizzato per assicurare l’interoperabilità tra le varie reti delle diverse nazioni.

La tecnologia LoRaWAN®  può essere utilizzata in reti sia private che pubbliche e garantisce:

  • capacità di comunicazione su distanze di diversi km;
  • basso consumo di potenza dei sensori;
  • sicurezza dei dati.

Una cella può garantire un’ampia copertura, potenzialmente persino superiore rispetto a quella di una cella di telefonia mobile, utilizzando una potenza inferiore, elemento importante nella realizzazione di servizi di lunga durata.

Il protocollo è ottimizzato per impiegare sensori a ridotto consumo di batteria e include differenti classi di end points, in funzione della durata della batteria o della minimizzazione della latenza di rete. È un protocollo interamente bidirezionale, studiato da esperti della sicurezza per assicurare affidabilità e protezione.
La tecnologia LoRaWAN ® offre la connettività adatta alle applicazioni IoT asset-based, che dipendono da comunicazioni long-range a basso consumo ma, nello stesso tempo, richiedono la certezza che la rete sarà supportata per tutta la durata degli asset e dei relativi prodotti.

Opera su uno spettro individuato dall’ETSI, compreso tra 867 e 869 MHz per applicazioni di metering e per reti di sensori e/o contatori con una potenza massima di 500mW e un duty cycle massimo del 10%.

Benefici della soluzione LoRaWAN®

Long Range: penetra in area urbana con una copertura di 5km e in area extraurbana con una copertura di 10 km

Low Power: le batterie dei sensori possono durare fino a 10 anni, senza necessità di connessione alla rete elettrica.

High Capacity: gestisce milioni di messaggi per ogni stazione di monitoraggio/sensore.

Geolocation: supporta il servizio di geo-localizzazione senza GPS e senza consumi addizionali di batteria.

Standardized: assicura interoperabilità tra applicazioni, Provider di servizi IoT e Provider di servizi di Telecomunicazioni.

Security: garantisce privacy e protezione dei dati attraverso un sistema di criptazione (Embedded end-to-end AES-128 encryption).

Low Cost: l’infrastruttura e i nodi hanno bassi costi di manutenzione e di consumo energetico.

CARATTERISTICHE PRINCIPALI

FLESSIBILITÀ  Vengono supportati diversi servizi eterogenei abilitati dalla rete LoRaWAN®, creando soluzioni personalizzate alle esigenze del cliente.
FUNZIONALITÀ Sono supportate tutte le funzionalità compatibili con la tecnologia LoRaWAN®, come “joining”, autenticazione e autorizzazione di nuovi end-nodes, “automatic rate adaptation”, frequenza dinamica, negoziazione dei parametri e così via. È garantito l’accesso ai dati tramite DB queries, REST-BASED web services, MQTTbased services, garantendo interoperabilità con tutti i sistemi e sicurezza dei dati.

AFFIDABILITÀ L’architettura modulare garantisce una soluzione affidabile e flessibile a tutti i livelli.
USABILITÀ È garantita attraverso il protocollo MQTT, che offre uno standard ben definito e facile da usare, capace di interagire con molteplici piattaforme, anche quelle progettate su misura dall’utente.
EFFICIENZA Un altro driver principale di questa soluzione. Il modello Publisher/Subscriber (push model), garantito da MQTT, offre vantaggi in termini di sicurezza, responsività e scalabilità verso altre soluzioni. La struttura, affidabile ed efficiente in tutte le sue componenti, garantisce una grande quantità di risorse disponibili e un notevole risparmio di energia dei nodi periferici.
MANUTENIBILITÀ Risulta semplificata, grazie alla natura modulare che garantisce facilità di analisi e rapida risoluzione dei problemi.
PORTABILITÀ Diversi elementi dell’architettura possono essere distribuiti in differenti posizioni o dispositivi o essere caricati su hardware differenti. L’intera piattaforma (a eccezione di gateway e sensori) può essere inserita in cloud.

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